一种矿用钻孔内降温灭尘设备的制作方法
【专利摘要】一种矿用钻孔内降温灭尘设备，输水管（3）和输风管（4）连接雾化发生装置（A），通过雾化送风管（6）连接雾化送给器（B），再连接钻杆（G），通过杆体中孔（Q）内的雾化内通管（27）将雾化微粒输送到钻头（9），进行钻孔内钻孔内雾化灭尘降温。雾化发生装置（A）的壳体（17）内装设单向阀（13）、通风管（15）、压风腔（16）、雾化发生器（21）、通水管（22），雾化发生器（21）通过雾化管（20）连通由压风腔（16）输出的压风管（19），压风管（19）连通雾化管口（10），与雾化送风管（6）连通。钻杆（G）内嵌装雾化内通管（27），前后端分别连通钻头（9）和雾化送给器（B）。雾化发生装置（A）通过雾化内通管（27）对钻孔内进行雾化灭尘处理，灭尘降温效果好，安全系数高，适用范围广。
【专利说明】一种矿用钻孔内降温灭尘设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用坑道钻孔机械，尤其涉及坑道钻孔灭尘降温设施。
【背景技术】
[0002]一般煤矿坑道钻探施工中，随着采掘深度不断增加，由于存在高瓦斯、高地压、煤层松软的地质状况，钻孔极易出现变形和塌孔，无法采用流水式钻孔作业，只能采用通风的钻进方式，因此导致大量煤尘产生。同时钻进过程中钻具产生的高温存在安全隐患，瓦斯爆炸事故时有发生，造成生命财产的重大损失，严重影响了矿井的安全生产和经济效益。目前国内除尘装置多为钻孔孔口外面的被动除尘方式，常见的以水幕除尘和射流除尘方式为主，水幕除尘在孔口加设喷水水帘，虽然能起到一定除尘作用，但由于喷水颗粒大，密度不均匀，除尘效果不够理想，且造成积水泥泞，污染了巷道环境。射流式打钻法虽然在一定程序上保证了工作环境，但依然不能完全去除煤粉微粒飘浮的情况，同时在打钻过程中，钻头与掘进面过分摩擦发热，大大降低了钻孔的安全系数。如何在矿中的封闭环境中对钻进形成的煤粉进行有效治理，达到除尘降温效果，保证井下安全，成为矿用钻进机械行业重点攻关的主要内容。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的，就是提供一种具有良好除尘降温功能的钻探机械，防止污染工作环境，改善矿井坑道钻进施工工况，能够有效地提高安全系数，减少粉尘对井下施工人员身体健康的损害，保障生命财产安全，提高经济效益和社会效益。
[0004]本实用新型的任务是这样完成的:设计制作一种矿用钻孔内降温灭尘设备，由输水管和输风管分别连接雾化发生装置，通过雾化送风管连接雾化送给器，再连接钻杆，通过杆体中孔内的雾化内通管将雾化微粒输送到钻头进行雾化灭尘降温，雾化发生装置由壳体内装设单向阀、通风管、压风腔、雾化发生器、通水管组成，雾化发生器通过雾化管连通压风腔向外输出的压风管，压风管连通壳体上的雾化管口，与雾化送风管连接。输水管一端连接输水接口，另一端连接水量调控阀，通过快速管接头连接雾化发生装置；输风管一端连接输风接口，另一端连接风量调控阀，通过快速管接头连接雾化发生装置；雾化发生装置的壳体内设置雾化发生器和压风腔，雾化发生器通过通水管连通壳体上的快速管接头和水量调控阀；压风腔通过通风管和单向阀连通快速管接头和风量调控阀，通过向外输出的压风管连通壳体上的雾化管口 ；雾化发生器通过向外输出的雾化管与压风管连通，再通过雾化管口连通雾化送风管。雾化发生装置内的通水管和通风管各自通过压力表管分别连通雾化发生装置内设置的水压表和风压表。雾化发生器是超声雾化发生器，也可以采用电磁雾化发生、离心雾化发生、高压雾化发生、风水雾化发生及其它雾化方式。钻杆的杆体两端分别采用真空摩擦焊接固定连接公接头、母接头，杆体中孔和接头内通孔中嵌装雾化内通管，由若干根杆体连接组成整体钻杆，钻杆的前后端分别连通钻头和雾化送给器。雾化内通管为防静电隔离管，钻头为设有高压送风孔的雾化加湿钻头，钻杆的杆体上设有螺旋叶片。采用水量调控阀可根据钻孔排出煤粉颗粒的大小调整输入水流量，使雾化微粒有效吸附煤粉，而不致使煤粉过干或过湿。以超声雾化发生器为例，雾化微粒一般在5?10微米，对极细的煤粉尘具有较强的吸附性，不会因雾化程度不足而出现煤粉过湿对钻杆附着的现象。雾化发生装置内的雾化发生器通过雾化管与压风腔输出的压风管连通，将含有雾化微粒的混合风流通过雾化送风管输出，经由雾化送给器输入钻杆，通过雾化内通管中心的雾化内通孔远程输送至钻杆前端的钻头，在钻进作业过程的同时，对钻孔前端施行雾化处理，起到灭尘降温作用。
[0005]雾化送给器为高压无静电轴传动装置，不会出现静电吸附雾化微粒现象；雾化送给器内壁的光洁度高，不会造成雾化微粒在内腔表面粘附残留积聚成水滴。钻杆中的雾化内通管为防静电隔离管，雾化内通孔的孔壁光洁度达到镜面精度，雾化微粒在长距离输送过程中，不会对孔壁进行附着，从而避免积聚形成水滴残留影响雾化效果。钻杆由若干根杆体两端通过公接头、母接头相互套装连接组成，公接头与母接头可以采用螺纹螺孔连接方式，也可采用快插式接头连接或其它连接方式；公接头、母接头与钻杆杆体的连接采用真空摩擦焊接方式，连接牢固，大大增加了钻杆的扭矩和抗拉强度。杆体采用高强度圆管或异形管，杆体上设有螺旋叶片，保证煤粉沿螺旋导程方向顺利向外排出，防止钻杆卡钻。钻头为雾化加湿钻头，切削部位镶嵌超强抗磨损复合片，钻头两翼之间设有高压送风孔，连通钻杆内的雾化内通孔，使雾化微粒通过高压送风孔直接到达钻头切削面，在钻进的同时进行消尘处理，并对钻头进行冷却降温。
[0006]按照上述技术方案进行实施、试验，证明本实用新型设计合理，结构紧凑，采用雾化发生装置和钻杆雾化内通管直接对钻头部位进行雾化灭尘处理，雾化颗粒小，密度均匀，除尘降温效果好，能够有效改善矿井坑道钻进施工现场的工况，防止工作环境污染，减轻煤粉对工人身份健康的损害，提高安全系数，防止出现粉尘爆炸和过热造成瓦斯爆炸，增强生命财产的安全保障；保证钻孔进度，延长使用寿命，适用范围广泛，经济社会效益良好，较好地达到了预定目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0008]图2是图1中的雾化发生装置A的内部结构示意图；
[0009]图3是图1中的钻杆G的连接结构剖视图。
[0010]图中，I一输水接口，2一输风接口，3一输水管，4一输风管，5一风量调控阀,6—雾化送风管，7—机架,8—钻机动力头，9一钻头，10一雾化管口，11一,决速管接头，12一水量调控阀，13—单向阀，14一压力表管，15—通风管，16—压风腔，17—壳体，18一7_K压表，19—压风管,20一雾化管,21一雾化发生器，22一通水管,23一风压表,24一杆体,25一公接头,26一母接头，27—雾化内通管；A—雾化发生装置，B—雾化送给器，F—液压油管，G—钻杆，H—摩擦焊圈，L一雾化内通孔，N一地基面，P一掘进面，Q一杆体中孔，S一螺旋叶片，T一闻压送风孔，Y—液压站。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】加以说明。[0012]参阅图1、图2，输水管3和输风管4分别连接雾化发生装置A，通过雾化送风管6连接雾化送给器B，再连接钻杆G，通过杆体中孔Q内的雾化内通管27将雾化微粒输送到钻头9进行雾化灭尘降温，雾化发生装置A由壳体17内装设单向阀13、通风管15、压风腔16、雾化发生器21、通水管22组成，雾化发生器21通过雾化管20连通压风腔16向外输出的压风管19，压风管19连通壳体17上的雾化管口 10，与雾化送风管6连接。输水管3 —端连接输水接口 1，另一端连接水量调控阀12，通过快速管接头11连接雾化发生装置A ;输风管4 一端连接输风接口 2，另一端连接风量调控阀5，通过快速管接头11连接雾化发生装置A ;雾化发生装置A的壳体17内设置雾化发生器21和压风腔16，雾化发生器21通过通水管22连通壳体17上的快速管接头11和水量调控阀12 ;压风腔16通过通风管15和单向阀13连通快速管接头11和风量调控阀5，通过向外输出的压风管19连通壳体17上的雾化管口 10 ;雾化发生器21通过向外输出的雾化管20与压风管19连通，再通过雾化管口 10连通雾化送风管6。雾化送给器B装设在钻机动力头8后端，钻杆G后端套装在钻机动力头8的前端，钻机动力头8为液压动力头，通过液压油管F连通液压站Y。雾化发生装置A内的通水管22和通风管15各自通过压力表管14分别连通雾化发生装置A内设置的水压表18和风压表23。雾化发生器21是超声雾化发生器，也可以采用电磁雾化发生、离心雾化发生、高压雾化发生、风水雾化发生及其它雾化方式。
[0013]参阅图3，钻杆G的杆体24两端分别采用真空摩擦焊接固定连接公接头25、母接头26，杆体中孔Q和接头内通孔F中嵌装雾化内通管27，由若干根杆体24连接组成整体钻杆G，钻杆G的前后端分别连通钻头9和雾化送给器B。雾化内通管27为防静电隔离管，钻头9为设有高压送风孔Y的雾化加湿钻头，钻杆G的杆体24上设有螺旋叶片S。采用水量调控阀12可根据钻孔排出煤粉颗粒的大小调整输入水流量，使雾化微粒有效吸附煤粉，而不致使煤粉过干或过湿。以超声雾化发生器为例，雾化微粒一般在5?10微米，对极细的煤粉尘具有较强的吸附性，不会因雾化程度不足而出现煤粉过湿对钻杆附着的现象。雾化发生装置A内的雾化发生器21通过雾化管20与压风腔16输出的压风管19连通，将含有雾化微粒的混合风流通过雾化送风管6输出，经由雾化送给器B输入钻杆G,通过雾化内通管27中心的雾化内通孔L远程输送至钻杆G前端的钻头9，在钻进作业过程的同时，对钻孔前端施行雾化处理，起到灭尘降温作用。
[0014]雾化送给器B为高压无静电轴传动装置，不会出现静电吸附雾化微粒现象；雾化送给器B内壁的光洁度高，不会造成雾化微粒在内腔表面粘附残留积聚成水滴。钻杆G中的雾化内通管27为防静电隔离管，雾化内通孔L的孔壁光洁度达到镜面精度，雾化微粒在长距离输送过程中，不会对孔壁进行附着，从而避免积聚形成水滴残留影响雾化效果。钻杆G由若干根杆体24两端通过公接头25、母接头26相互套装连接组成，公接头25与母接头26可以采用螺纹螺孔连接方式，也可采用快插式接头连接或其它连接方式；公接头25、母接头26与杆体24的连接采用真空摩擦焊接方式，连接牢固，大大增加了钻杆G的扭矩和抗拉强度。杆体24采用高强度圆管或异形管，杆体24上设有螺旋叶片S，保证煤粉沿螺旋导程方向顺利向外排出，防止钻杆G卡钻。钻头9为雾化加湿钻头，切削部位镶嵌超强抗磨损复合片，钻头9两翼之间设有高压送风孔Y，连通钻杆G内的雾化内通孔L，使雾化微粒通过高压送风孔Y直接到达钻头9切削面，在钻进的同时进行消尘处理，并对钻头9进行冷却降温。[0015]本实用新型采用雾化发生装置A和雾化内通管27直接对钻头9部位进行雾化灭尘处理的方式，雾化颗粒小，密度均匀，除尘降温效果好，能够有效改善矿井坑道钻进施工现场的工况，防止工作环境污染，减轻煤粉对工人身体健康的损害，提高安全系数，保证钻孔进度，延长使用寿命。
【权利要求】
1.一种矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于由输水管(3)和输风管(4)分别连接雾化发生装置(A)，通过雾化送风管(6)连接雾化送给器(B)，再连接钻杆(G)，通过杆体中孔(Q)内的雾化内通管(27)将雾化微粒输送到钻头(9)进行雾化灭尘降温，雾化发生装置(A)由壳体(17)内装设单向阀(13)、通风管(15)、压风腔(16)、雾化发生器(21)、通水管(22)组成，雾化发生器(21)通过雾化管(20)连通压风腔(16)向外输出的压风管(19)，压风管(19)连通壳体(17)上的雾化管口( 10)，与雾化送风管(6)连接。
2.按照权利要求1所述的矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于所述的输水管(3)—端连接输水接口( I )，另一端连接水量调控阀(12)，通过快速管接头(11)连接雾化发生装置(A);输风管(4) 一端连接输风接口(2)，另一端连接风量调控阀(5)，通过快速管接头(11)连接雾化发生装置(A);雾化发生装置(A)的壳体(17)内设置雾化发生器(21)和压风腔(16 )，雾化发生器(21)通过通水管(22 )连通壳体(17 )上的快速管接头(11)和水量调控阀(12);压风腔(16)通过通风管(15)和单向阀(13)连通快速管接头(11)和风量调控阀(5)，通过向外输出的压风管(19)连通壳体(17)上的雾化管口(10);雾化发生器(21)通过向外输出的雾化管(20)与压风管(19)连通，再通过雾化管口(10)连通雾化送风管(6)。
3.按照权利要求2所述的矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于所述的雾化发生装置(A)内的通水管(22)和通风管(15)各自通过压力表管(14)分别连通雾化发生装置(A)内设置的水压表(18)和风压表(23)。
4.按照权利要求1所述的矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于所述的雾化发生器(21)是超声雾化发生器，也可以采用电磁雾化发生、离心雾化发生、高压雾化发生、风水雾化发生及其它雾化方式。
5.按照权利要求1所述的矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于所述的钻杆(G)的杆体(24)两端分别采用真空摩擦焊接固定连接公接头(25)、母接头(26)，杆体中孔(Q)内嵌装雾化内通管(27)，由若干根杆体(24)连接组成整体钻杆(G)，钻杆(G)的前后端分别连接钻头(9)和雾化送给器(B)。
6.按照权利要求1所述的矿用钻孔内降温灭尘设备，其特征在于所述的雾化内通管(27)为防静电隔离管，钻头(9)为设有高压送风孔(Y)的雾化加湿钻头，钻杆(G)的杆体(24)上设有螺旋叶片(S)。
【文档编号】E21B21/14GK203796203SQ201420187678
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】王海峰, 王刚, 陈文通 申请人:王海峰